KR20210011084A - Walking Auto Robot System - Google Patents

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KR20210011084A
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Abstract

According to the present invention, a walking automation robot system (1000) comprises: a wearing robot (1-1) which is placed at a front position of a treadmill (1-5) for reproducing a walking speed to create a walking motion, and uses the entire length of the treadmill (1-5) as a robot riding moving path; a body weight support (BWS) (1) placed on a side of the wearing robot (1-1) to perform weight compensation through force balance adjustment of a weight (23) and a harness (50); and a two-degree-of-freedom manual mechanism device (120) placed behind the wearing robot (1-1) to perform a translation motion of vertical/horizontal movement and a counterbalance. User-side improvement is allowed through space utilization improvement of a building by reducing the space occupied by the system and shortening the path of a moving distance of robot riding. Specifically, system improvement is also allowed by automation of robot length/height/width adjustment for body type suitability while using a camera/torque sensor/force sensor in training effect identification.

Description

보행 자동화 로봇 시스템{Walking Auto Robot System}Walking Auto Robot System {Walking Auto Robot System}

본 발명은 보행 재활 훈련을 위한 로봇 시스템에 관한 것으로, 특히 착용로봇에 대한 접근성 및 장비 세팅에 대한 조작성을 크게 향상하면서 시스템 운영에 필요한 공간을 줄일 수 있는 보행 자동화 로봇 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a robot system for gait rehabilitation training, and in particular, to a gait automation robot system capable of reducing a space required for system operation while greatly improving accessibility to a wearable robot and operability for equipment setting.

일반적으로 보행 자동화 로봇 시스템은 착용로봇, BWS(Body Weight Support), 트레드밀(Treadmill), 디스플레이 등을 조합함으로써 보행 훈련자의 보행훈련을 총괄적으로 서포트하여 준다.In general, an automated walking robot system provides comprehensive support for walking training of walking trainers by combining a wearable robot, a body weight support (BWS), a treadmill, and a display.

구체적으로 상기 착용로봇은 탈/장착 기능으로 보행 훈련자에 대한 탑재성을 제공하면서 액추에이터 동력으로 보행 모션을 발생시켜 주고, 상기 BWS는 보행 훈련자가 받는 부담하중의 가변으로 훈련강도를 조절하고, 상기 트레드 밀은 착용로봇의 보행 모션에 맞춘 보행속도를 생성하며, 상기 디스플레이는 훈련 중 시각 화면을 제공하여 준다.Specifically, the wearing robot generates a walking motion with actuator power while providing mountability to the walking trainer with a detachable/installation function, and the BWS adjusts the training intensity by varying the burden load received by the walking trainer, and the tread The mill generates a walking speed according to the walking motion of the wearing robot, and the display provides a visual screen during training.

그러므로 상기 보행 자동화 로봇 시스템은 착용로봇, BWS의 조합으로 뇌 가소성을 통한 보행 훈련에 도움이 되는 2족 보행 자세 경험을 효과적으로 얻을 수 있도록 한다.Therefore, the walking automation robot system effectively obtains a biped walking posture experience that is useful for walking training through brain plasticity by combining a wearable robot and a BWS.

일본특개 2017-38658(2017.02.23)Japan Special 2017-38658 (2017.02.23)

하지만, 기존의 보행 자동화 로봇 시스템은 하기와 같은 개선 사항을 포함하고 있다.However, the existing walking automation robot system includes the following improvements.

무엇보다 기존의 보행 자동화 로봇 시스템은 트레드밀에서 착용로봇에 접근하는 이동 동선이 길어 보행 훈련자에게 불편을 줄뿐만 아니라 착용 조작을 위해선 보행 훈련자에 대한 착용로봇의 이동이 요구되어 시스템 조작자(예, 재활 치료사)의 수동조작을 과다하게 요구하고 있다.Above all, the existing automated walking robot system not only causes inconvenience to the walking trainer due to the long movement line that approaches the worn robot from the treadmill, but also requires the movement of the wearing robot for the walking trainer for the operation of the wear, so the system operator (e.g., rehabilitation therapist) ) Is demanding excessive manual operation.

더구나 기존의 보행 자동화 로봇 시스템은 보행 훈련자에게 맞춰지는 착용로봇의 움직임을 위한 공간적 여유가 크게 필요함으로써 공간 확보에 어려움이 있는 병원과 같은 건물에 설치되는데 불리할 수밖에 없다.Moreover, the existing automated walking robot system needs a large space for the movement of the wearing robot tailored to the walking trainer, so it is inevitable to be installed in buildings such as hospitals where it is difficult to secure space.

한 예로서,Hocoma사의 LokomatTM 또는 P&S Mechanics의 WalkBotTM은 보행 훈련자 및 시스템 조작자(예, 재활 치료사)의 불편이 과도하면서 착용로봇의 움직임이 필요한 공간적 여유로 인해 설치 어려움도 갖는 보행 자동화 로봇 시스템을 대표한다.As an example, Hocoma's Lokomat TM or P&S Mechanics' WalkBot TM is a walking automation robot system that is difficult to install due to the excessive inconvenience of walking trainers and system operators (e.g., rehabilitation therapists) and the space that requires movement of the wearing robot. Represent.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 BWS/트레드 밀/디스플레이의 집중화로 시스템의 공간적 점유를 낮추면서 착용로봇 접근성 및 장비 세팅 조작성을 크게 향상시켜 주고, 특히 BWS에 부가된 윈치와 무게 추 조합에 의한 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)의 보행하중보상을 이용한 보행 훈련자의 보행훈련강도 조절, 보행모션의 상하이동에 대한 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)와 보행모션의 좌우이동에 대한 스프링 병진운동 효과를 이용한 착용로봇 움직임 안정화, 착용로봇 높이 조절을 이용한 고관절 위치 세팅, 다양한 센서를 활용한 훈련 정보 및 효과 습득으로 추후 빅 데이터 및 AI(Artificial Intelligence) 활용성을 제공할 수 있는 보행 자동화 로봇 시스템의 제공에 목적이 있다.Accordingly, the present invention in consideration of the above points greatly improves the accessibility of the wearable robot and the operability of equipment setting while lowering the spatial occupancy of the system by concentrating the BWS/treadmill/display.In particular, the winch and weight combination added to the BWS Adjustment of walking training intensity of walking trainer using walking load compensation of the weight balance effect by weight balance effect, counter-balancing effect for upright movement of walking motion, and spring translational movement for left and right movement of walking motion A walking automation robot system that can provide big data and AI (Artificial Intelligence) utilization later by stabilizing the movement of the wearing robot using effects, setting the hip joint position by adjusting the height of the wearing robot, and learning training information and effects using various sensors. There is a purpose in providing.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보행 자동화 로봇 시스템은 보행 자동화 로봇 시스템은 좌우로 관절 링크를 갖추고, 보행 모션을 생성해 주는 착용 로봇; 상기 관절 링크가 보행 속도를 재현하는 트레드밀의 입구 쪽을 향해 위치되도록 상기 착용로봇을 지지해 주는 세팅 시스템; 상기 보행 모션이 지속되도록 상하/좌우 운동으로 보행 모션 보조를 수행해 주는 훈련 시스템; 상기 보행 모션을 보행 훈련 데이터로 검출 및 저장하여 훈련 정보로 축적해 주는 부가 시스템이 포함되는 것을 특징으로 한다.The walking automation robot system of the present invention for achieving the above object includes: a walking automation robot system, a wearable robot that has joint links left and right, and generates a walking motion; A setting system for supporting the wearing robot so that the joint link is positioned toward the entrance of the treadmill that reproduces the walking speed; A training system that assists in walking motion through up/down/left/right movement so that the walking motion is continued; An additional system is included that detects and stores the walking motion as walking training data and accumulates it as training information.

바람직한 실시예로서, 상기 착용 로봇은 상기 관절 링크에 고관절 조인트와 무릎 관절 조인트를 구비하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the wearing robot is characterized in that it has a hip joint and a knee joint joint in the joint link.

바람직한 실시예로서, 상기 세팅 시스템과 상기 훈련 시스템은 상기 트레드 밀의 입구 반대쪽으로 위치한다.In a preferred embodiment, the setting system and the training system are located opposite the inlet of the tread mill.

바람직한 실시예로서, 상기 세팅 시스템은 모션 서포터 프레임과 연결되어 상기 착용로봇의 수직 높이를 조절해 주는 로봇 높이 조절기를 포함하고, 상기 로봇 높이 조절기는 모터의 회전력을 볼 스크류 로드의 직선 이동력으로 상기 모션 서포터 프레임의 1축 프레임 브래킷을 위로 올려준다.In a preferred embodiment, the setting system includes a robot height adjuster connected to a motion supporter frame to adjust the vertical height of the wearing robot, and the robot height adjuster converts the rotational force of the motor into a linear movement force of the ball screw rod. Lift the 1-axis frame bracket of the motion supporter frame up.

바람직한 실시예로서, 상기 세팅 시스템은 상기 모션 서포터 프레임을 매개로 상기 훈련 시스템과 연결되어 상기 착용로봇의 인출 길이를 조절해 주는 로봇 인출 조절기를 포함하고, 상기 로봇 인출 조절기는 상기 훈련 시스템의 가이더 블록이 상기 모션 서포터 프레임의 로봇 인출 가이더를 따라 이동되어 상기 착용로봇의 인출 길이를 조절해 준다.In a preferred embodiment, the setting system includes a robot withdrawal adjuster connected to the training system via the motion supporter frame to adjust the withdrawal length of the wearing robot, and the robot withdrawal adjuster is a guider block of the training system It is moved along the robot withdrawal guide of the motion supporter frame to adjust the withdrawal length of the wearing robot.

바람직한 실시예로서, 상기 훈련 시스템에는 윈치와 무게 추의 조합을 이용한 중량 밸런스 효과로 하네스에 걸린 하네스 부가 무게를 보상해주는 BWS, 스프링으로 이루어진 1축 탄성부재의 카운터 밸런스 효과를 이용한 상하운동으로 상기 보행 모션 보조를 수행해 주는 RWS, 스프링으로 이루어진 2축 탄성부재의 좌우 병진운동을 이용한 좌우운동으로 상기 보행 모션 보조를 수행해 주는 2축 모션 서포터가 포함된다.As a preferred embodiment, the training system includes a BWS that compensates for the additional weight of the harness on the harness by a weight balance effect using a combination of a winch and a weight, and the walking by vertical motion using a counter balance effect of a uniaxial elastic member made of a spring. It includes a two-axis motion supporter for assisting the walking motion through a left-right motion using the RWS for motion assistance and a left-right translation of a two-axis elastic member made of a spring.

바람직한 실시예로서, 상기 부가 시스템은 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀의 좌우 양쪽으로 위치된 P-바, 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀의 한쪽으로 위치된 로봇 컨트롤러, 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀을 벗어나 위치된 디스플레이, 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀을 벗어나 위치된 카메라 중 어느 하나 이상을 포함한다.In a preferred embodiment, the additional system includes a P-bar located on both sides of the treadmill in front of the wearing robot, a robot controller located in one side of the treadmill in front of the wearing robot, and in the front of the wearing robot. And a display positioned out of the treadmill and a camera positioned out of the treadmill in front of the wearing robot.

바람직한 실시예로서, 상기 P-바는 하중지지수단으로 제공되고, 하중세기가 검출되도록 힘 센서를 구비한다.In a preferred embodiment, the P-bar is provided as a load supporting means, and includes a force sensor so that the strength of the load is detected.

바람직한 실시예로서, 상기 로봇 컨트롤러는 상기 보행 훈련 데이터의 검출 및 저장이 이루어지도록 상기 디스플레이, 상기 트레드 밀, 상기 카메라, 상기 착용로봇의 보행 모션, 상기 세팅 시스템의 로봇 높이 조절기, 상기 훈련 시스템의 BWS에 적용된 윈치를 제어한다. 상기 리모컨은 유선 또는 무선의 조작 신호로 상기 디스플레이의 작동, 상기 트레드 밀의 작동, 상기 카메라의 작동, 상기 착용로봇의 엑추에이터 작동, 로봇 높이 조절기의 모터 작동, BWS의 윈치 작동을 제어한다.In a preferred embodiment, the robot controller includes the display, the treadmill, the camera, the walking motion of the wearing robot, the robot height adjuster of the setting system, and the BWS of the training system so that the walking training data is detected and stored. Control the winch applied to The remote controller controls operation of the display, operation of the treadmill, operation of the camera, operation of the actuator of the wearing robot, operation of the motor of the robot height adjuster, and operation of the winch of the BWS with a wired or wireless operation signal.

이러한 본 발명의 보행 자동화 로봇 시스템은 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.The automated walking robot system of the present invention implements the following actions and effects.

첫째, 착용로봇이 보행 훈련자 위치에 맞춰진 전방 로봇 탑재 방식 배열의 조작 중심형 시스템 구성을 적용함으로써 착용로봇에 대한 접근성 및 장비 세팅에 대한 조작성의 향상과 함께 시스템 점유 공간 축소가 가능하여 기존의 후방 로봇 탑재 방식 배열의 장비 중심형 시스템 구성(예, Hocoma사의 LokomatTM 또는 P&S Mechanics의 WalkBotTM)이 갖던 단점이 모두 해소된다. 둘째, 윈치와 무게 추 조합에 의한 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)를 BWS에 부가함으로써 보행 훈련자에 대한 가변적인 보행하중보상으로 보행훈련강도 조절이 가능하다. 셋째, 보행모션의 상하이동에 대한 스프링의 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)를 발생하는 RWS(Robot Weight Support)가 착용로봇과 연계됨으로써 착용로봇에 대한 로봇 무게 보상과 함께 고정된 착용로봇에 의한 트레이니의 상하운동 안정성을 향상시켜 준다. 넷째, 보행모션의 좌우이동에 대한 스프링 병진운동 효과를 발생하는 2축 모션 서포터가 착용로봇과 연계됨으로써 착용로봇에 대한 무게중심이동 안정화와 함께 고정된 착용로봇에 의한 트레이니의 좌우운동 안정성을 향상시켜 준다. 다섯째, 높낮이 조절이 이루어지는 높이 조절기가 착용로봇과 연계됨으로써 착용로봇의 고관절 위치 세팅을 용이하게 한다. 여섯째, 카메라/토크 센서/힘 센서가 조합된 다양한 센서가 시스템 장비와 연계됨으로써 보행훈련 피드백(feedback)제어는 물론 훈련 정보 및 효과 습득을 정보로 축적하여 추후 빅 데이터 및 AI(Artificial Intelligence) 활용성을 제공할 수 있다. 일곱째,시스템 사용자의 수동조작을 크게 줄여줌으로써 시스템 운영 또는 조작에 대한 사용자 편의성이 크게 높아진다.First, it is possible to reduce the space occupied by the system while improving the accessibility to the wearing robot and the operability of the equipment setting by applying the operation-oriented system configuration of the arrangement of the front robot mounting method tailored to the position of the walking trainer. All the disadvantages of the equipment-oriented system configuration of the mounting arrangement (eg, Hocoma's Lokomat TM or P&S Mechanics' WalkBot TM ) are eliminated. Second, it is possible to adjust the walking training intensity with variable walking load compensation for walking trainers by adding the weight balance effect of the winch and weight combination to the BWS. Third, the RWS (Robot Weight Support), which generates the counter-balancing effect of the spring against the vertical movement of the walking motion, is linked to the wearing robot, thereby compensating the robot weight for the wearing robot and the fixed wearing robot. It improves the stability of the up and down movement of Trainee. Fourth, the 2-axis motion supporter, which generates the spring translation effect for the left and right movement of the walking motion, is linked to the wearing robot, thereby stabilizing the movement of the center of gravity of the wearing robot and improving the stability of the left and right movement of the trainee by the fixed wearing robot. Let me do it. Fifth, the height adjuster in which the height is adjusted is linked to the wearing robot, thereby facilitating the setting of the hip joint position of the wearing robot. Sixth, a variety of sensors combined with a camera/torque sensor/force sensor are linked to the system equipment to control gait training feedback, as well as to accumulate training information and effect acquisition as information, and use big data and AI (Artificial Intelligence) in the future. Can provide. Seventh, by greatly reducing the manual operation of the system user, user convenience for system operation or operation is greatly improved.

도 1은 본 발명에 따른 보행 자동화 로봇 시스템이 세팅 시스템과 훈련 시스템 및 부가 시스템으로 구성된 예이고, 도 2는 본 발명에 따른 세팅 시스템을 구성하는 로봇 높이 조절기의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 로봇 높이 조절기를 통한 착용로봇의 고관절 위치세팅의 예이고, 도 4는 본 발명에 따른 세팅 시스템을 구성하는 로봇 인출 조절기의 구성 및 작동 상태이며, 도 5는 본 발명에 따른 훈련 시스템을 구성하는 BWS의 예이며, 도 6은 본 발명에 따른 훈련 시스템을 구성하는 2 자유도 수동 메커니즘 장치가 RWS와 2축 모션 서포터로 구성된 예이고, 도 7은 본 발명에 따른 RWS의 레이아웃 예이며, 도 8은 본 발명에 따른 BWS 작동 상태이고, 도 9는 본 발명에 따른 RWS 및 2축 모션 서포터의 상하/좌우 움직임 구현 상태이다.1 is an example in which the walking automation robot system according to the present invention is composed of a setting system, a training system, and an additional system, and FIG. 2 is a configuration diagram of a robot height adjuster constituting the setting system according to the present invention, and FIG. 3 is the present invention It is an example of the hip joint position setting of the wearing robot through the robot height adjuster according to, Figure 4 is a configuration and operation state of the robot withdrawal adjuster constituting the setting system according to the present invention, Figure 5 is a training system according to the present invention 6 is an example in which a two-degree of freedom manual mechanism device constituting the training system according to the present invention is composed of an RWS and a two-axis motion supporter, and FIG. 7 is an example of a layout of an RWS according to the present invention, and FIG. 8 is an operation state of the BWS according to the present invention, and FIG. 9 is a state of implementing vertical/left and right movements of the RWS and the two-axis motion supporter according to the present invention.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying illustrative drawings, and such embodiments are described herein as examples because those of ordinary skill in the art may be implemented in various different forms. It is not limited to this embodiment.

도 1을 참조하면, 보행 자동화 로봇 시스템(1000)은 착용로봇(1-1)을 중심으로 하여 로봇 높이 조절기(1-6)/로봇 인출 조절기(1-8)를 세팅 시스템으로, BWS(Body Weight Support)(1)/RWS(Robot Weight Support)(130)와 2축 모션 서포터(140)로 이루어진 2 자유도 수동 메커니즘 장치(120)를 훈련 시스템으로, P-바(1-2)/로봇 컨트롤러(1-3)/디스플레이(1-4)/트레드 밀(Treadmill)(1-5)/리모컨(1-7)/카메라(1-9)/유저 인터페이스(2000)를 부가 시스템으로 구성한다.Referring to FIG. 1, the walking automation robot system 1000 includes a robot height adjuster (1-6)/robot withdrawal adjuster (1-8) as a setting system with a wearable robot (1-1) as a center, and a BWS (Body Weight Support) (1) / RWS (Robot Weight Support) (130) and 2-axis motion supporter (140), consisting of a two-degree of freedom manual mechanism device 120 as a training system, P-bar (1-2) / robot Controller (1-3) / display (1-4) / treadmill (1-5) / remote control (1-7) / camera (1-9) / user interface (2000) as an additional system .

특히 상기 보행 자동화 로봇 시스템(1000)은 착용 로봇(1-1)이 트레이니(100)의 위치에 맞춰진 전방 로봇 탑재 방식 배열로 구성됨으로써 보행 자동화 로봇 시스템(1000)이 후방 로봇 탑재 방식 배열의 장비 중심형 시스템 구성을 갖는 Hocoma사의 LokomatTM 또는 P&S Mechanics의 WalkBotTM의 단점이 모두 해소된 보행 자동화 로봇 시스템으로 특징된다.In particular, the walking automation robot system 1000 is composed of a front robot mounting method arrangement in which the wearable robot 1-1 is aligned with the position of the trainee 100, so that the walking automation robot system 1000 is a rear robot mounting method arrangement. It is characterized by a walking automation robot system that eliminates all the shortcomings of Hocoma's Lokomat TM or P&S Mechanics' WalkBot TM , which have a central system configuration.

이하에서 상기 착용로봇(1-1), 상기 로봇 높이 조절기(1-6), 상기 로봇 인출 조절기(1-8), 상기 BWS(1), 상기 RWS(130), 상기 2축 모션 서포터(140), 상기 P-바(1-2), 상기 로봇 컨트롤러(1-3), 상기 디스플레이(1-4), 상기 트레드밀(1-5), 상기 카메라(1-9) 등에 대한 위치는 XYZ좌표계를 적용할 때, 트레이니(100)의 이동이 X 방향으로 나아가는 방향을 착용로봇(1-1)의 전방으로 정의하는 반면 그 반대 이동을 착용로봇(1-1)의 후방으로 정의한다. 즉 “전방”은 착용로봇(1-1)을 착용한 트레이니(100)가 바라보는 방향을 의미한다.In the following, the wearing robot (1-1), the robot height adjuster (1-6), the robot withdrawal adjuster (1-8), the BWS (1), the RWS (130), the two-axis motion supporter (140) ), the P-bar (1-2), the robot controller (1-3), the display (1-4), the treadmill (1-5), the camera (1-9), etc. are located in the XYZ coordinate system When is applied, the direction in which the movement of the trainee 100 moves in the X direction is defined as the front of the wearing robot 1-1, while the opposite movement is defined as the rear of the wearing robot 1-1. That is, "front" means the direction that the trainee 100 wearing the wearing robot 1-1 looks at.

일례로 상기 착용로봇(1-1)은 트레이니(100)의 위치에 맞춰진 전방 로봇 탑재 방식 배열을 가짐으로써 시스템 사용자(예, 재활 치료사)에게 트레이니(100)의 로봇 착용 조작에 대한 수동조작이 최소화될 수 있게 한다.As an example, the wearing robot 1-1 has a front robot mounting method arrangement tailored to the position of the trainee 100, so that a system user (eg, a rehabilitation therapist) can manually manipulate the robot wearing operation of the trainee 100. Allows this to be minimized.

이를 위해 상기 착용로봇(1-1)은 트레드 밀(1-5)의 앞쪽(즉, 진입하여 이동하는 XYZ 좌표의 X방향)에 위치되고, RWS(130)의 좌/우측 RWS(130A,130B)와 이어진 지지 링크(2)의 각각에 연결된 관절 링크(3), 상기 관절 링크(3)를 고관절과 무릎 관절로 구분해 주는 고관절 조인트(3A)와 무릎 관절 조인트(3B)를 구성요소로 한다. 나아가 상기 고관절 조인트(3A)와 상기 무릎 관절 조인트(3B)의 각각에는 보행 모션 생성을 위한 리모컨(1-7)으로 조작되는 액추에이터가 구비되고, 특히 트레이니(100)의 보행 훈련에 대한 피드백(feedback) 데이터로 활용되도록 토크센서 또는 엔코더를 구비할 수 있다.To this end, the wearing robot 1-1 is located in front of the treadmill 1-5 (that is, the X direction of the XYZ coordinates that enter and move), and the left/right RWS 130A, 130B of the RWS 130 ) And a joint link 3 connected to each of the connected support links 2, a hip joint 3A and a knee joint 3B that divide the joint link 3 into a hip joint and a knee joint. . Further, each of the hip joint 3A and the knee joint 3B is provided with an actuator operated by a remote control 1-7 for generating a walking motion, and in particular, feedback for walking training of the Trainee 100 ( feedback) can be provided with a torque sensor or encoder to be used as data.

일례로 상기 세팅 시스템은 시스템 사용자(예, 재활 치료사)에게 트레이니(100)에게 필요한 착용로봇(1-1)의 착용 움직임에 대한 수동조작이 최소화될 수 있게 한다.As an example, the setting system enables a system user (eg, a rehabilitation therapist) to minimize a manual operation for the movement of the wearing robot 1-1 required for the trainee 100.

이를 위해 상기 세팅 시스템은 로봇 높이 조절기(1-6)를 이용하여 착용로봇(1-1)의 수직 높이가 트레이니(100)의 고관절에 맞춰 높이 조절될 수 있고, 로봇 인출 조절기(1-8)를 이용하여 착용로봇(1-1)의 수평 길이가 트레이니(100)의 위치에 맞춰 길이 조절될 수 있다.To this end, the setting system uses the robot height adjuster 1-6 to adjust the vertical height of the wearing robot 1-1 to fit the hip joint of the trainee 100, and the robot withdrawal adjuster 1-8 ), the horizontal length of the wearing robot (1-1) can be adjusted according to the position of the trainee (100).

일례로 상기 훈련 시스템은 시스템 사용자(예, 재활 치료사)에게 트레이니(100)의 보행 훈련에서 필요한 착용로봇(1-1)의 보행 모션 안정성을 최대화한 상태로 보행 훈련을 수행할 수 있게 한다.For example, the training system enables a system user (eg, a rehabilitation therapist) to perform gait training in a state that maximizes the gait motion stability of the wearing robot 1-1 required for gait training of the trainee 100.

이를 위해 상기 훈련 시스템은 BWS(1)의 약 0~80kg에 대한 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)로 트레이니(100)에 대한 보행훈련 강도를 조절할 수 있고, RWS(130)의 상하 운동에 대한 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)로 트레이니(100)에게 로봇 무게를 가하지 않으며, 2축 모션 서포터(140)의 좌우 운동에 대한 병진운동으로 트레이니(100)에게 무게중심이동 안정성을 제공한다.To this end, the training system can adjust the walking training intensity for the trainee 100 with a weight balance effect for about 0 to 80 kg of the BWS 1, and for the vertical movement of the RWS 130 The robot weight is not applied to the trainee 100 due to the counter-balancing effect, and the translational movement for the left and right movement of the two-axis motion supporter 140 provides stability of the center of gravity movement to the trainee 100. .

일례로 상기 부가 시스템은 시스템 사용자(예, 재활 치료사)에게 트레이니(100)의 보행 훈련 정보로 축적되는 보행 훈련 과정 및 효과를 데이터로 검출하고, 검출 데이터를 축적하여 추후 빅 데이터 및 AI(Artificial Intelligence)로 활용할 수 있게 한다.For example, the additional system detects the gait training process and effect accumulated as walking training information of the trainee 100 to a system user (e.g., a rehabilitation therapist) as data, and accumulates the detection data to obtain big data and AI (Artificial AI). Intelligence).

이를 위해 상기 부가 시스템은 P-바(1-2)와 디스플레이(1-4), 트레드 밀(Treadmill)(1-5) 및 카메라(1-9)를 훈련자 시스템으로, 로봇 컨트롤러(1-3)와 리모컨(1-7) 및 유저 인터페이스(2000)를 사용자 시스템으로 구분한다.For this, the additional system uses a P-bar (1-2), a display (1-4), a treadmill (1-5), and a camera (1-9) as a trainer system, and a robot controller (1-3). ), the remote control (1-7), and the user interface 2000 are divided into user systems.

일례로 상기 P-바(1-2)는 손으로 잡을 수 있는 지지 프레임(5)으로 이루어져 안전봉으로 기능한다. 상기 디스플레이(1-4)는 모니터나 TV를 이용하여 로봇 컨트롤러(1-3)의 제어로 화면을 재생한다. 상기 트레드 밀(1-5)은 로봇 컨트롤러(1-3)의 제어로 구동되거나 독자적으로 구동되어 다양한 보행속도를 발생한다. 상기 카메라(1-9)는 보행 훈련 시 상태를 확인/녹화/저장하고, 로봇 컨트롤러(1-3)로 제공한다.For example, the P-bar (1-2) is composed of a support frame (5) that can be held by hand and functions as a safety rod. The display 1-4 reproduces a screen under the control of the robot controller 1-3 using a monitor or TV. The treadmill 1-5 is driven by the control of the robot controller 1-3 or independently driven to generate various walking speeds. The camera 1-9 checks/records/stores the state during gait training, and provides it to the robot controller 1-3.

특히 상기 P-바(1-2)에는 힘 센서(7)가 구비되고, 상기 힘 센서(7)는 지지 프레임(5)이 모션 서포터 프레임(150)의 1축 마운팅 프레임(150-1)(도 2 참조)에 고정되는 끝단부위로 위치됨으로써 트레이니(100)가 보행 훈련 중 로드 바(5)를 누르는 압력을 검출하고, 이를 로봇 컨트롤러(1-3)에 전송하여 준다. 이 경우 상기 힘 센서(7)는 로드 셀(Load Cell)을 포함한 압력 센서가 적용된다.In particular, the P-bar (1-2) is provided with a force sensor (7), the support frame (5) of the force sensor (7) is a single-axis mounting frame (150-1) ( 2) by being positioned at the end portion fixed to the trainee 100 detects the pressure pressing the load bar 5 during gait training, and transmits it to the robot controller 1-3. In this case, a pressure sensor including a load cell is applied to the force sensor 7.

일례로 상기 로봇 컨트롤러(1-3)는 마이크로 제어 장치(Micro Controller Unit) 또는 컴퓨터로 구성된다. 상기 유저 인터페이스(3000)는 트레이니(100)의 정보(예, 신체 치수 값)를 입력 값으로 설정 및 변경하여 로봇 컨트롤러(1-3)에 제공한다. 상기 리모컨(1-7)은 유선 또는 무선(예, 블루투스(Bluetooth))으로 작동신호를 발생한다.For example, the robot controller 1-3 is composed of a micro controller unit or a computer. The user interface 3000 sets and changes information (eg, a body dimension value) of the trainee 100 as an input value and provides it to the robot controller 1-3. The remote control 1-7 generates an operation signal by wired or wireless (eg, Bluetooth).

특히 상기 로봇 컨트롤러(1-3)는 BWS(1)의 와이어 장력 조정, 트레이드 밀(1-5)의 보행속도 차등 재현, 화면 재생 제어, 액추에이터 제어, 착용로봇의 상승 높이 및 인출 길이 조절 제어 등을 위한 로직 또는 프로그램을 탑재하며, 제어 대상별 매칭 맵을 구비하고, 트레이니(100)의 정보(예, 신체 치수 값)를 저장한다.In particular, the robot controller 1-3 is used to adjust the wire tension of the BWS (1), reproduce the difference in walking speed of the trade mill (1-5), control the screen playback, control the actuator, control the height of the wearing robot and adjust the length of withdrawal, etc. A logic or program for the control is mounted, a matching map for each control target is provided, and information (eg, a body size value) of the trainee 100 is stored.

또한, 상기 리모컨(1-7)은 BWS(1)의 윈치 제어, 착용로봇(1-1)의 액추에이터 제어에 의한 보행 패턴 변화, 디스플레이(1-4)의 화면 재생, 트레드밀(1-5)의 보행속도 조절, 로봇 높이 조절기(1-6)의 높이 조절 등을 조작한다.In addition, the remote control (1-7) is a winch control of the BWS (1), walking pattern change by the actuator control of the wearing robot (1-1), screen playback of the display (1-4), treadmill (1-5) Adjust the walking speed of the robot and the height of the robot height adjuster (1-6).

한편, 도 2 내지 도 4는 세팅 시스템을 구성하는 로봇 높이 조절기(1-6) 및 로봇 인출 조절기(1-8)의 상세 구성을 나타낸다.Meanwhile, FIGS. 2 to 4 show detailed configurations of the robot height adjuster 1-6 and the robot withdrawal adjuster 1-8 constituting the setting system.

도 2 및 도 3의 로봇 높이 조절기(1-6)를 참조하면, 상기 로봇 높이 조절기(1-6)는 착용로봇(1-1)이 착용로봇 고관절위치(H)를 초기 상태로 형성하도록 모션 서포터 프레임(150)의 1축 마운팅 프레임(150-1)과 1축 프레임 브래킷(153)으로 연결된다. 이를 통해 상기 로봇 높이 조절기(1-6)는 착용로봇(1-1)의 전체적인 높이를 위로 올려 주거나 내려줌으로써 착용로봇(1-1)이 트레이니(100)의 신체 사이즈와 관계없이 고관절 부위로 고관절 조인트(3A)를 위치시켜 줄 수 있다.Referring to the robot height adjuster (1-6) of FIGS. 2 and 3, the robot height adjuster (1-6) is in motion so that the wearing robot (1-1) forms the hip joint position (H) of the wearing robot in an initial state. It is connected to the one-axis mounting frame 150-1 of the supporter frame 150 and the one-axis frame bracket 153. Through this, the robot height adjuster (1-6) raises or lowers the overall height of the wearing robot (1-1) so that the wearing robot (1-1) moves to the hip joint regardless of the body size of the trainee (100). The hip joint (3A) can be positioned.

구체적으로 상기 로봇 높이 조절기(1-6)는 모터(7), 벨트(7A), 볼 스크류 로드(8), 한 쌍의 가이드 로드(8A,8B), 어저스터 프레임(9) 및 인디게이터(9-1)로 구성된다.Specifically, the robot height adjuster (1-6) includes a motor (7), a belt (7A), a ball screw rod (8), a pair of guide rods (8A, 8B), an adjuster frame (9) and an indicator (9). It consists of -1).

일례로 상기 모터(7)는 회전동력을 발생하고, 상기 벨트(7A)는 모터(7)의 회전력을 볼 스크류 로드(8)로 전달한다. 상기 볼 스크류 로드(8)는 회전력을 직선이동으로 변환하고, 직선이동의 상승 또는 하강을 통해 1축 프레임 브래킷(153)을 위로 올리거나 밑으로 내려 줌으로써 1축 마운팅 프레임(150-1)을 통해 착용로봇(1-1)이 승/하강되도록 한다.For example, the motor 7 generates rotational power, and the belt 7A transmits the rotational force of the motor 7 to the ball screw rod 8. The ball screw rod 8 converts the rotational force into a linear movement, and raises or lowers the one-axis frame bracket 153 through the upward or downward movement of the linear movement, thereby providing the one-axis mounting frame 150-1. Make the wearing robot (1-1) rise/fall.

일례로 상기 한 쌍의 가이드 로드(8A,8B)는 볼 스크류 로드(8)의 양쪽으로 위치된 좌측 가이드 로드(8A)와 우측 가이드 로드(8B)로 구성되고, 1축 마운팅 프레임(150-1)과 연결되어 1축 마운팅 프레임(150-1)의 승/하강 이동을 안정적으로 지지한다. 상기 어저스터 프레임(9)은 모터(7), 벨트(7A), 볼 스크류 로드(8), 한 쌍의 가이드 로드(8A,8B), 인디게이터(9-1) 등이 조립 및 결합되는 공간을 제공하고, 상기 인디게이터(9-1)는 볼 스크류 로드(8)의 승/하강 거리 변화를 LED 점등으로 표시하여 준다.For example, the pair of guide rods 8A and 8B is composed of a left guide rod 8A and a right guide rod 8B positioned on both sides of the ball screw rod 8, and a single-axis mounting frame 150-1 ) And stably supports the lifting/lowering movement of the 1-axis mounting frame 150-1. The adjuster frame 9 provides a space where the motor 7, the belt 7A, the ball screw rod 8, the pair of guide rods 8A and 8B, the indicator 9-1, etc. are assembled and combined. In addition, the indicator 9-1 displays the change in the rising/falling distance of the ball screw rod 8 with LED lighting.

그러므로 상기 로봇 높이 조절기(1-6)의 동작은 모션 서포터 프레임(150)의 1축 마운팅 프레임(150-1)을 착용로봇조절높이(K)(도 3 참조)로 올려 주고, 상기 1축 마운팅 프레임(150-1)은 착용로봇(1-1)을 위로 올려 줌으로써 착용로봇(1-1)의 고관절 조인트(3A)가 착용로봇 고관절위치(H)(도 2 참조)에서 착용로봇 고관절범위(h)(도 3 참조) 만큼 위로 올라갈 수 있다.Therefore, the operation of the robot height adjuster 1-6 raises the one-axis mounting frame 150-1 of the motion supporter frame 150 to the wearing robot adjustment height K (see Fig. 3), and the one-axis mounting The frame 150-1 lifts the wearing robot 1-1 upward so that the hip joint 3A of the wearing robot 1-1 is in the range of the hip joint of the wearing robot at the hip joint position H of the wearing robot (see Fig. 2). h) (see Fig. 3) can go up.

그 결과 착용로봇(1-1)은 착용로봇 고관절범위(h)(도 3 참조)를 고관절 세팅 거리로 함으로써 트레이니(100)의 신체 사이즈 차이에서도 항상 정확한 고관절 위치 세팅이 가능하다.As a result, the wearing robot 1-1 can always accurately set the hip joint position even in the difference in body size of the trainee 100 by setting the hip joint range h (see FIG. 3) as the hip joint setting distance.

도 4의 로봇 인출 조절기(1-8)를 참조하면, 상기 로봇 인출 조절기(1-8)는 로봇 잠금 커(4), 로봇 인출 가이더(151) 및 가이더 블록(152)으로 구성된다. 이를 통해 상기 로봇 인출 조절기(1-8)는 좌/우측 RWS(130A,130B)와 모션 서포터 프레임(150)의 1축 마운팅 프레임(150-1)을 연결함으로써 로봇 잠금 커(4)를 해제한 후 착용로봇(1-1)을 잡아당겨 트레이니(100)쪽으로 전진 배치시켜 줄 수 있다.Referring to the robot withdrawal controller 1-8 of FIG. 4, the robot withdrawal controller 1-8 includes a robot locker 4, a robot withdrawal guider 151 and a guider block 152. Through this, the robot withdrawal controller 1-8 unlocks the robot locker 4 by connecting the left/right RWS (130A, 130B) and the 1-axis mounting frame 150-1 of the motion supporter frame 150. After pulling the wearing robot (1-1) can be arranged forward toward the tray (100).

일례로 상기 로봇 잠금 커(4)는 로드나 후크를 적용하여 모션 서포터 프레임(150)의 1축 마운팅 프레임(150-1)을 관통해 좌측 RWS(130A) 및/또는 우측 RWS(130B)의 이동을 구속한다. 상기 로봇 인출 가이더(151)는 빈 공간을 갖는 사각 프레임으로 이루어져 1축 마운팅 프레임(150-1)에 길이 방향으로 구비된다. 상기 가이더 블록(152)은 좌측 RWS(130A) 및/또는 우측 RWS(130B)에서 돌출되어 로봇 인출 가이더(151)의 사각 프레임 공간에서 사각 프레임과 결합된다.For example, the robot locker 4 moves the left RWS 130A and/or the right RWS 130B through the 1-axis mounting frame 150-1 of the motion supporter frame 150 by applying a rod or hook. Redeem. The robot withdrawal guider 151 is formed of a rectangular frame having an empty space and is provided in the 1-axis mounting frame 150-1 in the longitudinal direction. The guider block 152 protrudes from the left RWS 130A and/or the right RWS 130B and is coupled to the rectangular frame in the rectangular frame space of the robot withdrawal guide 151.

그러므로 상기 로봇 인출 조절기(1-8)는 시스템 사용자가 로봇 잠금 커(4)를 뽑아낸 후 착용로봇(1-1)이나 좌측 RWS(130A) 및/또는 우측 RWS(130B)을 잡아 당겨 주면, 가이더 블록(152)이 당김력에 의해 로봇 인출 가이더(151)를 따라 빠져나오게 된다.Therefore, when the system user pulls out the robot locker 4, the robot withdrawal controller 1-8 pulls the wearing robot 1-1 or the left RWS 130A and/or the right RWS 130B, The guider block 152 is pulled out along the robot withdrawal guider 151 by the pulling force.

그 결과 착용로봇(1-1)은 트레이니(100)쪽으로 전진 배치되고, 이후 착용로봇(1-1)은 시스템 사용자가 밀어내는 동작으로 다시 초기 위치로 복귀된다.As a result, the wearing robot 1-1 is arranged forward toward the trainee 100, and thereafter, the wearing robot 1-1 returns to the initial position by a push motion of the system user.

한편 도 5 내지 도 7은 BWS(1) 및 2 자유도 수동 메커니즘 장치(120)의 RWS(130)와 2축 모션 서포터(140)의 세부 구성을 나타낸다.Meanwhile, FIGS. 5 to 7 show detailed configurations of the RWS 130 and the 2-axis motion supporter 140 of the BWS 1 and the two-degree of freedom manual mechanism device 120.

도 5의 BWS(1)를 참조하면, 상기 BWS(1)는 서포트 프레임(10-1), 윈치보상 견인장치(10-2) 및 하네스(Harness)(50)로 구성된다. 이를 통해 상기 BWS(1)는 트레이니(Trainee)(100)(예, 보행 훈련자)로 인해 하네스(50)에 걸린 하네스 부가 무게에 대해 약 0~80kg를 보상하중범위로 하고, 윈치보상 견인장치(10-2)의 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)로 트레이니(100)가 받는 부담 하중을 보상하중범위의 약 60%까지 조정하여 보행훈련 강도의 조절을 수행할 수 있다.Referring to the BWS (1) of Figure 5, the BWS (1) is composed of a support frame (10-1), a winch compensation traction device (10-2) and a harness (Harness) 50. Through this, the BWS (1) has a compensation load range of about 0 to 80 kg for the additional weight of the harness applied to the harness 50 due to the Traine 100 (eg, a walking trainer), and a winch compensation traction device With the Weight Balance Effect of (10-2), it is possible to adjust the intensity of walking training by adjusting the burden load received by the trainee 100 to about 60% of the compensation load range.

일례로 상기 서포트 프레임(10-1)은 트러스 구조로 이루어지고, 윈치 와이어(21-1)가 걸어진 와이어 롤러(10A)를 구비한다. 상기 하네스(50)는 서포트 프레임(10-1)에서 노출된 윈치 와이어(21-1)의 하네스 연결단(21-1A)과 연결되고, 트레이니(100)가 입을 수 있는 착용 시트를 구비한다. 상기 윈치보상 견인장치(10-2)는 윈치 와이어(21-1)가 받는 하네스 부가 무게에 대한 약 0~80kg의 보상하중범위로 무게 추(27)의 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)을 이용한 하중보상이 이루어지고, 보행훈련 강도조절을 위한 무게 추(27)의 변경/고정에 대한 수동조작을 제거하며, 빅 데이터 및 AI(Artificial Intelligence)영역으로 확장되는 훈련성과 분석/개선의 퍼스널 데이터로 축적할 수 있다.For example, the support frame 10-1 has a truss structure and includes a wire roller 10A on which the winch wire 21-1 is hung. The harness 50 is connected to the harness connection end 21-1A of the winch wire 21-1 exposed from the support frame 10-1, and includes a wearing sheet that the trainee 100 can wear. . The winch compensation traction device 10-2 uses the weight balance effect of the weight 27 with a compensation load range of about 0 to 80 kg for the additional weight of the harness received by the winch wire 21-1. It compensates for the load, eliminates the manual operation of changing/fixing the weight (27) for gait training intensity control, and expands to the big data and AI (Artificial Intelligence) domains, with personal data of analysis/improvement Can be accumulated.

구체적으로 상기 윈치보상 견인장치(10-2)는 자중보상 윈치(20), 윈치 모션 가이더(30) 및 윈치 센서(40)로 구성된다.Specifically, the winch compensation traction device 10-2 includes a self-weight compensation winch 20, a winch motion guide 30, and a winch sensor 40.

일례로 상기 자중보상 윈치(20)는 윈치 와이어(21-1)를 풀거나 감아주는 전동식 윈치(Winch)(21), 윈치 발란서 와이어(23-1)를 매개로 윈치(21)와 역방향 이동으로 윈치 구조물의 총 무게(중량)를 상쇄하는 윈치 발란서(Winch Balancer)(23), 무게 추 연결대(29)로 윈치(21)와 연결된 상태에서 단위 무게 추의 조합을 이용하여 트레이니(100)에 의해 하네스(50)에 가해진 하네스 부가무게를 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)로 하중 보상하는 무게 추(27)로 구성된다.As an example, the self-weight compensation winch 20 is an electric winch 21 that unwinds or winds the winch wire 21-1, and the winch 21 moves in a reverse direction through the winch balancer wire 23-1. With the winch balancer (23) that offsets the total weight (weight) of the winch structure, and the winch (21) with a weight connecting rod (29), the trainee (100) is ) To compensate for the additional weight of the harness applied to the harness 50 by means of a weight balance effect.

일례로 상기 윈치 모션 가이더(30)는 윈치 와이어(21-1)와 연계된 윈치(21)의 상하이동을 안정적으로 안내하도록 4개를 쌍으로 하는 메인 포스트(31), 윈치(21)를 장착하여 메인 포스트(31)와 함께 상하이동되는 윈치 플레이트(33), 서포트 프레임(10-1)에 고정된 센서 플레이트(35), 윈치 발란서(23)의 상하이동을 안정적으로 안내하는 서브 포스트(37), 서브 포스트(37)가 고정된 포스트 브래킷(37-1)을 구비한 사이드 플레이트(39)로 구성된다.For example, the winch motion guide 30 is equipped with a main post 31 and a winch 21 in pairs to stably guide the upward movement of the winch 21 linked to the winch wire 21-1. Thus, the winch plate 33 that moves up and down together with the main post 31, the sensor plate 35 fixed to the support frame 10-1, and a sub post that stably guides the upward movement of the winch balancer 23. 37), and the sub-post 37 is composed of a side plate 39 having a fixed post bracket (37-1).

일례로 상기 윈치 센서(40)는 센서 플레이트(35)에 구비되어 메인 포스트(31)의 상방향 이동에 대한 스토퍼로 작용하면서 윈치(21)의 상방향 이동 상태를 제한해주는 윈치 상단 위치 센서(40-1), 센서 플레이트(35)에 구비되어 메인 포스트(31)의 하방향 이동에 대한 스토퍼로 작용하면서 윈치(21)의 하방향 이동 상태를 제한해주는 윈치 하단 위치 센서(40-2), 적외선 센서(45)와 반사판(47)으로 이루어져 무게 추(27)의 수량 중가에 따른 거리변화를 검출하는 무게 검출 센서(40-3)로 구성된다.For example, the winch sensor 40 is provided on the sensor plate 35 and acts as a stopper for the upward movement of the main post 31, while limiting the upward movement state of the winch 21. -1), a position sensor 40-2 at the bottom of the winch that is provided on the sensor plate 35 and acts as a stopper against the downward movement of the main post 31 and limits the downward movement of the winch 21, infrared rays It is composed of a sensor 45 and a reflector 47, and is composed of a weight detection sensor 40-3 that detects a change in distance according to the increase in the quantity of the weight 27.

특히 상기 윈치 상단 위치 센서(40-1)와 상기 윈치 하단 위치 센서(40-2)의 각각은 위치 센서 타겟(41)과 포토 센서(43)로 구성요소로 한다. 상기 위치 센서 타겟(41)은 로드 바(Rod Bar)의 형태로 직선을 이루고, 상기 포토 센서(43)는 위치 센서 타겟(41)의 상하 이동 경로로 빛을 방출한다. 또한 상기 위치 센서 타겟(41)은 윈치 플레이트(33)에 고정되어 윈치 플레이트(33)와 함께 이동하는 반면 상기 포토 센서(43)는 센서 플레이트(35)에 고정된다.In particular, each of the upper winch position sensor 40-1 and the lower winch position sensor 40-2 is constituted by a position sensor target 41 and a photo sensor 43. The position sensor target 41 forms a straight line in the form of a rod bar, and the photo sensor 43 emits light in a vertical movement path of the position sensor target 41. In addition, the position sensor target 41 is fixed to the winch plate 33 and moves together with the winch plate 33 while the photo sensor 43 is fixed to the sensor plate 35.

그러므로 상기 위치 센서 타겟(41)은 위로 올라가 세팅윈치위치(b)에 도달(예, 윈치 상단 위치 센서(40-1))하거나 또는 밑으로 내려가 훈련윈치위치(c)에 도달(예, 윈치 하단 위치 센서(40-2))하고, 상기 포토 센서(43)는 세팅윈치위치(b)에 도달(예, 윈치 상단 위치 센서(40-1))하기 전까지 또는 훈련윈치위치(c)에 도달(예, 윈치 하단 위치 센서(40-2))하기 전까지 위치 센서 타겟(41)로 빛이 차단되지 않는 상태에 있다가 세팅윈치위치(b)에 도달되도록 위로 이동한 위치 센서 타겟(41)으로 빛 차단 상태로 전환됨으로써 윈치(21)가 초기윈치위치(a)에서 세팅윈치위치(b) 또는 세팅윈치위치(b)에서 훈련윈치위치(c)로 이동했음이 시스템 사용자(예, 재활 치료사)에게 인지된다. 이 경우 상기 위치 센서 타겟(41)은 초기윈치위치(a)에서 포토 센서(43)의 빛을 차단하도록 구성됨과 같이 역으로 작동하도록 설정될 수 있다.Therefore, the position sensor target 41 rises up and reaches the setting winch position (b) (eg, the upper winch position sensor 40-1) or goes down to reach the training winch position (c) (eg, the bottom of the winch Position sensor (40-2)), and the photo sensor 43 reaches the setting winch position (b) (e.g., the upper position of the winch (40-1)) or reaches the training winch position (c) ( Yes, the position sensor target 41 is in a state where the light is not blocked by the position sensor target 41 until the position sensor at the bottom of the winch (40-2), and the light is moved upward to reach the setting winch position (b). The system user (e.g., rehabilitation therapist) knows that the winch 21 has moved from the initial winch position (a) to the setting winch position (b) or from the setting winch position (b) to the training winch position (c). Is recognized. In this case, the position sensor target 41 may be set to operate in reverse, such as being configured to block light from the photo sensor 43 at the initial winch position (a).

도 6,7의 RWS(130)와 2축 모션 서포터(140)를 참조하면, 상기 RWS(130)는 로봇 인출 조절기(1-8)(도 4 참조)와 연계되어 착용로봇(1-1)의 인출 위치를 조절하며, 상기 2축 모션 서포터(140)는 착용로봇(1-1)의 좌우 운동의 반대방향 좌우 병진운동으로 무게중심이동의 안정성을 발생한다.Referring to the RWS 130 and the two-axis motion supporter 140 of FIGS. 6 and 7, the RWS 130 is connected to the robot withdrawal controller 1-8 (see FIG. 4) and the wearing robot 1-1 Adjusts the withdrawal position of, and the 2-axis motion supporter 140 generates stability of the center of gravity movement by translating left and right in the opposite direction of the left and right movement of the wearing robot 1-1.

구체적으로 상기 RWS(130)는 1축 마운팅 프레임(150-1)에 결합되어 부품 조립공간으로 제공하면서 “ㄷ"자 형상으로 이루어진 고정 브래킷(131), 고정 브래킷(131)에 수직하게 세워져 상하 이동 블록(137)과 결합되면서 한 쌍의 제1 ,2 로드(133a,133b)로 이루어진 수직 가이드 로드(133), 수직 가이드 로드(133)를 감싸 상하운동에 따른 탄성 반발력을 제공하도록 한 쌍의 제1,2 탄성부재(135a,135b)로 이루어진 1축 탄성부재(135), 지지 링크(2)로 연결된 착용 로봇(1-1)에 대한 1축 모션을 가능하게 하는 상하 이동 블록(137)로 구성된다.Specifically, the RWS (130) is coupled to the one-axis mounting frame (150-1) to provide a space for assembly of parts, while being vertically mounted on the fixing bracket (131) and fixing bracket (131) formed in a “c” shape to move up and down. While being combined with the block 137, a pair of first and second rods (133a, 133b) formed of a pair of first and second rods (133a, 133b) wrapped around the vertical guide rod 133 to provide an elastic repulsive force according to the vertical motion. 1, 2, a uniaxial elastic member 135 made of elastic members 135a, 135b, a vertical movement block 137 that enables uniaxial motion for the wearing robot 1-1 connected by the support link 2 Is composed.

특히 상기 RWS(130)는 고정 브래킷(131), 수직 가이드 로드(133), 1축 탄성부재(135) 및 상하 이동 블록(137)을 동일한 구성요소로 하여 상하 운동에 대한 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)를 발생하는 좌측 RWS(130A)와 우측 RWS(130B)로 구분된다.In particular, the RWS 130 has a counter balance effect on the vertical motion by using the fixing bracket 131, the vertical guide rod 133, the one-axis elastic member 135, and the vertical movement block 137 as the same components. It is divided into a left RWS (130A) and a right RWS (130B) that generate a balancing effect.

이와 같이 상기 RWS(130)는 1축 모션으로 제공하는 상하 운동을 지지 링크(2)를 매개로 연결된 착용로봇(1-1)의 보행 모션과 연계하면서 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)를 이용한 로봇무게보상으로 로봇 무게가 하중으로 작용되지 않도록 한다.In this way, the RWS 130 uses a counter-balancing effect while linking the vertical motion provided by the 1-axis motion with the walking motion of the wearing robot 1-1 connected via the support link 2 Robot weight compensation prevents the weight of the robot from acting as a load.

구체적으로 상기 2축 모션 서포터(140)는 2축 마운팅 프레임(150-2)에 결합된 수평 가이드 로드(141), 수평 가이드 로드(141)에 결합되어 좌우 병진 운동을 발생하는 2축 탄성부재(143), 2축 탄성부재(143)의 한쪽을 지지하면서 수평 가이드 로드(141)와 결합으로 좌우이동방향으로 움직이는 좌우 이동 블록(145), 2축 탄성부재(143)의 다른 쪽을 지지하면서 수평 가이드 로드(141)와 결합으로 좌우이동방향으로 움직이는 바디 어저스터(147), 바디 어저스터(147)와 연결되어 좌우 이동 시 착용로봇(1-1)의 지지 링크(2)와 접촉하여 이동을 제한하는 스토퍼(148), 바디 어저스터(147)에 스프링 반력을 제공하는 보조 스프링(149)으로 구성된다.Specifically, the two-axis motion supporter 140 is a two-axis elastic member that is coupled to the horizontal guide rod 141 and the horizontal guide rod 141 coupled to the two-axis mounting frame 150-2 to generate a horizontal translation movement ( 143), while supporting one side of the biaxial elastic member 143, the horizontal moving block 145 moving in the left and right movement direction by coupling with the horizontal guide rod 141, while supporting the other side of the biaxial elastic member 143 It is connected to the body adjuster 147 and body adjuster 147 that move in the left and right movement direction by coupling with the guide rod 141, and when moving left and right, it contacts the support link 2 of the wearing robot (1-1) to prevent movement. It consists of a limiting stopper 148, and an auxiliary spring 149 that provides a spring reaction force to the body adjuster 147.

특히 상기 바디 어저스터(147)는 2축 탄성부재(143)의 다른쪽을 지지하도록 이동 로드(141a)에 결합된 상태에서 “

Figure pat00001
”형상으로 착용 로봇(1-1)의 안쪽 공간으로 돌출된다. 상기 스토퍼(148)는 바디 어저스터(147)의 이동 로드(141a)의 결합부위에 고정된 상태에서 바디 어저스터(147)를 벗어난 길이로 돌출된다.In particular, when the body adjuster 147 is coupled to the moving rod 141a to support the other side of the biaxial elastic member 143, “
Figure pat00001
It protrudes into the inner space of the wearing robot (1-1) in shape. The stopper 148 protrudes to a length outside the body adjuster 147 while being fixed to the coupling portion of the moving rod 141a of the body adjuster 147.

그러므로 상기 좌측 수평 모션 서포터(140A)의 “

Figure pat00002
”형상 바디 어저스터(147)와 상기 우측 수평 모션 서포터(140B)의 “
Figure pat00003
”형상 바디 어저스터(147)는 서로 대향됨으로써 “
Figure pat00004
”형상으로 착용 로봇(1-1)의 안쪽 공간을 점유하고, 착용 로봇(1-1)의 안쪽 공간에서 트레이니(100)의 사이즈 차이를 흡수하여 준다.Therefore, the “in the left horizontal motion supporter 140A”
Figure pat00002
Shape body adjuster 147 and “of the right horizontal motion supporter 140B”
Figure pat00003
“The shape body adjusters 147 face each other so that “
Figure pat00004
”The shape occupies the inner space of the wearing robot 1-1 and absorbs the difference in size of the Trainee 100 in the inner space of the wearing robot 1-1.

특히 상기 2축 모션 서포터(140)는 수평 가이드 로드(141)와 2축 탄성부재(143), 좌우 이동 블록(145), 바디 어저스터(147), 스토퍼(148) 및 보조 스프링(149)을 동일한 구성요소로 하여 좌측 수평 모션 서포터(140A)와 우측 수평 모션 서포터(140B)로 구분된다.In particular, the two-axis motion supporter 140 includes a horizontal guide rod 141 and a two-axis elastic member 143, a left and right movement block 145, a body adjuster 147, a stopper 148, and an auxiliary spring 149. It is divided into a left horizontal motion supporter 140A and a right horizontal motion supporter 140B using the same components.

이와 같이 상기 2축 모션 서포터(140)는 착용로봇(1-1)의 안쪽 공간에서 보행모션의 좌우이동을 그 반대방향으로 보조하는 병진운동을 발생해줌으로써 불안정한 좌우이동으로 발생되는 트레이니의 무게중심이동을 안정화시켜주고, 착용로봇(1-1)의 안정적인 무게중심 이동으로 자발적인 보행 훈련 및 높은 보행 훈련 효과를 제공하여 준다.In this way, the 2-axis motion supporter 140 generates a translational motion that assists the left and right movement of the walking motion in the opposite direction in the inner space of the wearing robot 1-1, thereby generating the weight of the trainee caused by unstable horizontal movement. It stabilizes central movement, and provides voluntary gait training and high gait training effect by stable center of gravity movement of the wearing robot (1-1).

한편, 도 1의 조작 중심형 보행 자동화 로봇 시스템(1000)에 대한 운영은 착용로봇(1-1)에 대한 시스템 사용자(예, 재활 치료사)의 유저 인터페이스(2000)와 로봇 컨트롤러(1-3)를 이용한 트레이니(100)의 정보(예, 신체 치수 값) 입력 및 보행 훈련 강도 설정 -> 로봇 높이 조절기(1-6) 및 로봇 잠금 커(4)의 해제에 이은 로봇 길이 조절기(1-8)의 조작을 통한 트레이니(100)에 대한 세팅 최적화 작업(도 3내지 도 5 참조) -> BWS(1)의 윈치보상 견인장치(10-2)의 조작을 통한 트레이니(100)에 대한 보행 훈련 준비 -> RWS(130)와 2축 모션 서포터(140)를 이용한 트레이니(100)에 대한 보행 훈련 준비완료 -> BWS(1)/RWS(130)/2축 모션 서포터(140)를 이용한 트레이니(100)에 대한 보행 훈련 수행 -> 부가 시스템을 통한 트레이니 훈련 정보 수집 등과 같은 시스템 운영 절차로 수행된다. 여기서 “->”는 작동 순서의 흐름 절차를 나타낸다.Meanwhile, the operation of the operation-oriented walking automation robot system 1000 of FIG. 1 is a user interface 2000 of a system user (eg, a rehabilitation therapist) for the wearing robot 1-1 and a robot controller 1-3. Enter information (eg, body size value) of the Trainee 100 and set the walking training intensity -> The robot length adjuster (1-8) following the release of the robot height adjuster (1-6) and the robot locker (4) ) Through the operation of optimizing the setting for the trainee 100 (see FIGS. 3 to 5) -> for the trainee 100 through the operation of the winch compensation traction device 10-2 of the BWS 1 Ready for gait training -> Ready for gait training for Trainee 100 using RWS (130) and 2-axis motion supporter (140) -> BWS (1) / RWS (130) / 2-axis motion supporter (140) It is performed by a system operation procedure such as performing gait training for the used trainee 100 -> collecting trainee training information through an additional system. Here, “->” indicates the flow procedure of the operation sequence.

이 경우 상기 시스템 운영 절차는 한 예시일 뿐이고, 시스템 사용자(예, 재활 치료사) 또는 시스템 세팅 상태 등에 따라 절차가 생략되거나 순서가 변경될 수 있다.In this case, the system operation procedure is only an example, and the procedure may be omitted or the order may be changed according to a system user (eg, a rehabilitation therapist) or a system setting state.

도 8 및 도 9는 상기 시스템 운영 절차 중 BWS(1)/RWS(130)/2축 모션 서포터(140)에 의한 보행 훈련 준비/보행 훈련 준비완료/보행 훈련 수행을 예시한다.8 and 9 exemplify gait training preparation / gait training preparation completion / gait training performed by the BWS (1) / RWS (130) / 2 axis motion supporter 140 during the system operation procedure.

도 8(가)의 BWS(1)에 의한 초기윈치위치(a)를 참조하면, 윈치보상 견인장치(10-2)의 윈치(21) 작동이 이루어지지 않은 초기윈치위치(a)는 윈치(21)는 최대로 내려간 반면 윈치 발란서(23)는 최대로 올라간 상태이고, 무게 추(27)의 단위 무게 추 조합을 반사판(47)이 고정한 상태가 된다. 이때 반사판(47)의 거리를 측정한 적외선 센서(45)의 정보는 트레이니 훈련강도 정보로 데이터 프로세서(49)의 무게 추 중량 데이터 맵에 저장된다.Referring to the initial winch position (a) by the BWS (1) of Figure 8 (a), the winch (21) of the winch compensation traction device (10-2) is not made the initial winch position (a) is a winch ( 21) is lowered to the maximum, while the winch balancer 23 is raised to the maximum, and the reflector 47 is in a state in which the unit weight combination of the weight 27 is fixed. At this time, the information of the infrared sensor 45 measuring the distance of the reflector 47 is stored in the weight data map of the data processor 49 as the training intensity information of the trainee.

도 8(나)의 BWS(1)에 의한 세팅윈치위치(b)를 참조하면, 윈치보상 견인장치(10-2)의 윈치(21) 작동이 이루어진 세팅윈치위치(b)는 트레이니(100)의 하중이 하네스(50)에 연결된 윈치 와이어(21-1)에 걸려 짐으로써 윈치 플레이트(33)와 센서 플레이트(35)의 이격에 의해 윈치(21)는 최대로 올라간 반면 윈치 발란서(23)는 최대로 내려간 상태가 된다.Referring to the setting winch position (b) by the BWS (1) of Fig. 8 (b), the setting winch position (b) in which the winch 21 of the winch compensation traction device 10-2 is operated is the trayny 100 ) Of the winch wire (21-1) connected to the harness (50), the winch (21) is raised to the maximum by the distance between the winch plate (33) and the sensor plate (35), while the winch balancer (23) ) Goes down to the maximum.

도 8(다)의 BWS(1)에 의한 훈련윈치위치(c)를 참조하면, 윈치보상 견인장치(10-2)의 윈치(21) 작동 후 정지가 이루어진 훈련윈치위치(c)는 무게 추(27)의 트레이니 무게 보상을 통한 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)로 바닥에 발이 닿은 상태에서 트레이니(100)의 보행 모션이 이루어진다. 이때 윈치(21)는 초기윈치위치(a)에서 훈련윈치위치(c)를 상하 이동영역으로 하여 트레이니(100)의 보행 모션에 반응하는 메인 포스트(31)와 함께 상하로 움직이고, 반면 윈치 발란서(23)는 윈치(21)의 반대방향으로 움직여 트레이니(100)에게 가해질 수 있는 윈치(21)를 포함한 윈치 구조체의 무게를 상쇄시켜 준다.Referring to the training winch position (c) by the BWS (1) of FIG. 8 (c), the training winch position (c) at which the winch compensation traction device (10-2) stops after the operation of the winch (21) is The walking motion of the Trainee 100 is made while the foot is in contact with the floor by the Weight Balance Effect through the compensation of the Trainee's weight in (27). At this time, the winch 21 moves up and down with the main post 31 responding to the walking motion of the trainee 100 using the training winch position (c) as the vertical movement area from the initial winch position (a), while the winch balance The standing 23 offsets the weight of the winch structure including the winch 21 that can be applied to the trainee 100 by moving in the opposite direction of the winch 21.

도 9를 참조하면, 상기 RWS(130)의 좌/우측 RWS(130A,130B)은 작용 로봇(1-1)에 대한 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)와 상하 운동에 따른 역힘 최소화 작용을 제공하고, 상기 2축 모션 서포터(140)의 좌/우측 수평 모션 서포터(140A,140B)는 작용로봇(1-1)에 대한 좌우 운동을 병진운동으로 무게중심이동 안정화 및 트레이니 신체사이즈 조정 작용을 제공한다.Referring to Figure 9, the left / right RWS (130A, 130B) of the RWS (130) provides a counter-balancing effect (Counter-Balancing Effect) for the working robot (1-1) and a counter-force minimization effect according to the vertical motion. And, the left/right horizontal motion supporters 140A and 140B of the two-axis motion supporter 140 perform a translational movement for the robot 1-1 to stabilize the center of gravity movement and adjust the body size of the trainee. to provide.

일례로 상기 카운터 밸런스 작용은 착용 로봇(1-1)이 가하는 무게를 좌/우측 RWS(130A,130B)의 1축 탄성부재(135)가 탄성력으로 완충/흡수하여 구현된다. 상기 역힘 발생 최소화 작용은 착용 로봇(1-1)의 상하 운동을 좌/우측 RWS(130A,130B)가 추종할 때 1축 탄성부재(135)를 구성하는 제1,2 탄성부재(135a,135b)의 압축/인장 변화로 구현된다. 상기 병진 운동은 착용로봇(1-1)의 좌우 이동에 대해 반대 방향의 좌우 이동을 발생하는 2축 탄성부재(143)의 압축/인장 변화로 구현된다.For example, the counter balance action is implemented by buffering/absorbing the weight exerted by the wearing robot 1-1 by the uniaxial elastic member 135 of the left/right RWS 130A and 130B with an elastic force. The reverse force generation minimization action is the first and second elastic members 135a, 135b constituting the uniaxial elastic member 135 when the left/right RWS 130A, 130B follow the vertical movement of the wearing robot 1-1. ) Of the compression/tension change. The translational movement is implemented by a change in compression/tension of the biaxial elastic member 143 that causes the left and right movement in the opposite direction to the horizontal movement of the wearing robot 1-1.

일례로 상기 사이즈 조정은 좌우측 수평 모션 서포터(140A,140B)의 “

Figure pat00005
”형상을 벌리거나 좁혀 구현되고, 좌우측 수평 모션 서포터(140A,140B)의 간격 증가나 감소는 2축 탄성부재(143)의 압축/인장 변화로 흡수된다.For example, the size adjustment of the left and right horizontal motion supporters 140A, 140B
Figure pat00005
”It is implemented by spreading or narrowing the shape, and the increase or decrease of the spacing of the left and right horizontal motion supporters 140A and 140B is absorbed by the change in compression/tension of the biaxial elastic member 143.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 보행 자동화 로봇 시스템(1000)은 보행 속도를 재현하는 트레드 밀(1-5)의 전방위치에 놓여 보행 모션을 발생시키고, 상기 트레드 밀(1-5)의 전장 길이를 로봇 탑승 동선으로 하는 착용로봇(1-1), 착용로봇(1-1)의 측면에 놓여 하네스(50)와 무게 추(23)의 힘 균형 조절을 통한 무게보상을 수행해 주는 BWS(1), 착용로봇(1-1)의 뒤쪽에 놓여 상기 보행 모션에 대해 상하/좌우 이동의 병진 운동과 카운터 밸런스를 수행해 주는 2 자유도 수동 메커니즘 장치(120)가 포함됨으로써 로봇 탑승의 이동거리 동선단축과 시스템 점유공간축소에 의한 건물의 공간 활용도 향상을 통해 사용자 측면 개선이 이루어지고, 특히 훈련효과파악에 카메라/토크 센서/힘 센서를 이용하면서 체형 적합성을 위한 로봇 길이/높이/폭 조절의 자동화로 시스템 개선이 함께 이루어진다.As described above, the walking automation robot system 1000 according to the present embodiment generates a walking motion by placing it in the front position of the treadmill 1-5 that reproduces the walking speed, and Wearing robot (1-1) with the overall length as the robot boarding movement line, BWS (BWS) that performs weight compensation by adjusting the force balance between the harness 50 and the weight 23 placed on the side of the wearing robot (1-1). 1), a 2-degree of freedom manual mechanism device 120 that is placed behind the wearing robot 1-1 and performs translational movement of up/down/left/right movement and counter balance for the walking motion Improvement of the user's side is achieved by improving the space utilization of the building by shortening and reducing the system occupied space, and in particular, automation of robot length/height/width adjustment for body shape fit while using camera/torque sensor/force sensor to determine training effect. The system is improved together.

1000 : 보행 자동화 로봇 시스템 1 : BWS(Body Weight Support)
1-1 : 착용 로봇 2 : 지지 링크
3 : 관절 링크 3A : 고관절 조인트
3B : 무릎 관절 조인트 4 : 로봇 잠금 커
1-2 : P-바 5 : 지지 프레임
6 : 힘 센서
1-3 : 로봇 컨트롤러 1-4 : 디스플레이
1-5 : 트레드 밀(Treadmill) 1-6 : 로봇 높이 조절기
7 : 모터
7A : 벨트 8 : 볼 스크류 로드
8A,8B : 가이드 로드 9 : 어저스터 프레임
9-1 : 인디게이터
1-7 : 리모컨 1-8 : 로봇 인출 조절기
1-9 : 카메라
10-1 : 서포트 프레임 10A : 와이어 롤러
10-2 : 윈치보상 견인장치 20 : 자중보상 윈치
21 : 윈치(Winch) 21-1 : 윈치 와이어
21-1A : 하네스 연결단 23 : 윈치 발란서(Winch Balancer)
23-1 : 윈치 발란서와이어
27 : 무게 추 29 : 무게 추 연결대
30 : 윈치 모션 가이더
31 : 메인 포스트(Post) 33 : 윈치 플레이트
35 : 센서 플레이트 37 : 서브 포스트
37-1 : 포스트 브래킷 39 : 사이드 플레이트
40 : 윈치 센서 40-1 : 윈치 상단 위치 센서
40-2 : 윈치 하단 위치 센서
40-3 : 무게 검출 센서 41 : 위치 센서 타겟
43 : 포토 센서 45 : 적외선 센서
47 : 반사판 49 : 데이터 프로세서
50 : 하네스(Harness)
100 : 트레이니(Trainee) 100-1 : 휠체어
120 : 2 자유도 수동 메커니즘 장치 130 : RWS(Robot Weight Support)
130A,130B : 좌우측 RWS
131 : 고정 브래킷 133 : 수직 가이드 로드
133a,133b : 제1,2 로드 135 : 1축 탄성부재
135a,135b : 제1,2 탄성부재
137 : 상하 이동 블록 137a : 연결 플랜지
140 : 2축 모션 서포터 140A,140B : 좌우측 수평 모션 서포터
141 : 수평 가이드 로드 141a : 이동 로드
141b : 지지 로드 143 : 2축 탄성부재
145 : 좌우 이동 블록 147 : 바디 어저스터
148 : 스토퍼 149 : 보조 스프링
150 : 모션 서포터 프레임 150-1 : 1축 마운팅 프레임
150-2 : 2축 마운팅 프레임 150-3 : 프레임 연결부재
151 : 로봇 인출 가이더 152 : 가이더 블록
153 : 1축 프레임 브래킷 2000 : 유저 인터페이스
1000: walking automation robot system 1: BWS (Body Weight Support)
1-1: wearing robot 2: support link
3: joint link 3A: hip joint
3B: knee joint joint 4: robot locker
1-2: P-bar 5: support frame
6: force sensor
1-3: robot controller 1-4: display
1-5: Treadmill 1-6: Robot height adjuster
7: motor
7A: belt 8: ball screw rod
8A, 8B: Guide rod 9: Adjuster frame
9-1: Indicator
1-7: remote control 1-8: robot withdrawal controller
1-9: camera
10-1: support frame 10A: wire roller
10-2: Winch compensation traction device 20: Self-weight compensation winch
21: winch (Winch) 21-1: winch wire
21-1A: Harness connection end 23: Winch Balancer
23-1: Winch balancer wire
27: weight weight 29: weight weight connecting rod
30: Winch motion guider
31: main post (Post) 33: winch plate
35: sensor plate 37: sub post
37-1: post bracket 39: side plate
40: winch sensor 40-1: winch top position sensor
40-2: Winch lower position sensor
40-3: weight detection sensor 41: position sensor target
43: photo sensor 45: infrared sensor
47: reflector 49: data processor
50: Harness
100: Traine 100-1: Wheelchair
120: 2 degrees of freedom manual mechanism device 130: RWS (Robot Weight Support)
130A,130B: Left and right RWS
131: fixing bracket 133: vertical guide rod
133a, 133b: first and second rod 135: one-axis elastic member
135a, 135b: first and second elastic members
137: vertical movement block 137a: connection flange
140: 2-axis motion supporter 140A,140B: left and right horizontal motion supporter
141: horizontal guide rod 141a: moving rod
141b: support rod 143: biaxial elastic member
145: left and right movement block 147: body adjuster
148: stopper 149: auxiliary spring
150: motion supporter frame 150-1: 1-axis mounting frame
150-2: 2-axis mounting frame 150-3: frame connecting member
151: robot withdrawal guider 152: guider block
153: 1-axis frame bracket 2000: user interface

Claims (16)

좌우로 관절 링크를 갖추고, 보행 모션을 생성해 주는 착용로봇;
상기 관절 링크가 보행 속도를 재현하는 트레드밀(Treadmill)의 입구 쪽을 향해 위치되도록 상기 착용 로봇을 지지해 주는 세팅 시스템;
상기 보행 모션이 지속되도록 상하/좌우 운동으로 보행 모션 보조를 수행해 주는 훈련 시스템;
상기 보행 모션을 보행 훈련 데이터로 검출 및 저장하여 훈련 정보로 축적해 주는 부가 시스템;
이 포함되는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
Wearing robots that have joint links to the left and right and generate a walking motion;
A setting system supporting the wearing robot so that the joint link is positioned toward an entrance of a treadmill that reproduces a walking speed;
A training system that assists in walking motion through up/down/left/right movement so that the walking motion is continued;
An additional system for detecting and storing the walking motion as walking training data and accumulating it as training information;
A walking automation robot system, characterized in that it is included.
청구항 1에 있어서, 상기 착용 로봇은 상기 관절 링크에 고관절 조인트와 무릎 관절 조인트를 구비하는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The walking automation robot system according to claim 1, wherein the wearing robot includes a hip joint and a knee joint at the joint link.
청구항 1에 있어서, 상기 세팅 시스템과 상기 훈련 시스템은 상기 트레드 밀의 입구 반대쪽으로 위치되는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The walking automation robot system according to claim 1, wherein the setting system and the training system are located opposite the entrance of the treadmill.
청구항 1에 있어서, 상기 세팅 시스템은 모션 서포터 프레임으로 상기 착용 로봇과 연결되는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The walking automation robot system according to claim 1, wherein the setting system is connected to the wearing robot by a motion supporter frame.
청구항 4에 있어서, 상기 세팅 시스템은 상기 모션 서포터 프레임과 연결된 로봇 높이 조절기를 포함하고, 상기 로봇 높이 조절기는 상기 착용로봇의 수직 높이를 조절해 주는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The walking automation robot system according to claim 4, wherein the setting system includes a robot height adjuster connected to the motion supporter frame, and the robot height adjuster adjusts a vertical height of the wearing robot.
청구항 5에 있어서, 상기 로봇 높이 조절기는 모터의 회전력을 볼 스크류 로드의 직선 이동력으로 상기 모션 서포터 프레임의 1축 프레임 브래킷을 위로 올려주는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The walking automation robot system according to claim 5, wherein the robot height adjuster raises the one-axis frame bracket of the motion supporter frame by using the rotational force of the motor to the linear movement force of the ball screw rod.
청구항 4에 있어서, 상기 세팅 시스템은 상기 모션 서포터 프레임을 매개로 상기 훈련 시스템과 연결된 로봇 인출 조절기를 포함하고, 상기 로봇 인출 조절기는 상기 착용로봇의 인출 길이를 조절해 주는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The walking automation robot according to claim 4, wherein the setting system comprises a robot withdrawal controller connected to the training system via the motion supporter frame, and the robot withdrawal controller adjusts the withdrawal length of the wearing robot. system.
청구항 7에 있어서, 상기 로봇 인출 조절기는 상기 훈련 시스템의 가이더 블록이 상기 모션 서포터 프레임의 로봇 인출 가이더를 따라 이동되어 상기 착용로봇의 인출 길이를 조절해 주는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The walking automation robot system according to claim 7, wherein the robot withdrawal controller adjusts the withdrawal length of the wearing robot by moving the guider block of the training system along the robot withdrawal guider of the motion supporter frame.
청구항 1에 있어서, 상기 훈련 시스템에는 윈치와 무게 추의 조합을 이용한 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)로 하네스에 걸린 하네스 부가 무게를 보상해주는 BWS(Body Weight Support)가 포함되는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The walking automation according to claim 1, wherein the training system includes a body weight support (BWS) that compensates for the additional weight of the harness applied to the harness through a weight balance effect using a combination of a winch and a weight. Robot system.
청구항 1에 있어서, 상기 훈련 시스템에는 스프링으로 이루어진 1축 탄성부재의 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)를 이용한 상하운동으로 상기 보행 모션 보조를 수행해 주는 RWS(Robot Weight Support)가 포함되는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The method according to claim 1, wherein the training system includes a Robot Weight Support (RWS) that assists in the walking motion through an up-and-down motion using a counter-balancing effect of a uniaxial elastic member made of a spring. Walking automation robot system.
청구항 1에 있어서, 상기 훈련 시스템에는 스프링으로 이루어진 2축 탄성부재의 좌우 병진운동을 이용한 좌우운동으로 상기 보행 모션 보조를 수행해 주는 2축 모션 서포터가 포함되는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The walking automation robot system according to claim 1, wherein the training system includes a two-axis motion supporter that assists in the walking motion through a left-right motion using a left-right translational motion of a two-axis elastic member made of a spring.
청구항 1에 있어서, 상기 부가 시스템은 P-바, 로봇 컨트롤러, 디스플레이, 리모컨, 카메라 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The walking automation robot system according to claim 1, wherein the additional system comprises at least one of a P-bar, a robot controller, a display, a remote control, and a camera.
청구항 12에 있어서, 상기 P-바는 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀의 좌우 양쪽으로 위치되고, 상기 로봇 컨트롤러는 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀의 한쪽으로 위치되며, 상기 디스플레이와 상기 카메라는 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀을 벗어나 위치되는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The method according to claim 12, wherein the P-bar is located in front of the wearing robot to the left and right sides of the treadmill, the robot controller is located in front of the wearing robot to one side of the treadmill, the display and the camera An automated walking robot system, characterized in that located outside the treadmill in front of the wearing robot.
청구항 12에 있어서, 상기 P-바는 하중지지수단으로 제공되고, 하중세기가 검출되도록 힘 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The automated walking robot system according to claim 12, wherein the P-bar is provided as a load support means, and includes a force sensor to detect the strength of the load.
청구항 12에 있어서, 상기 로봇 컨트롤러는 상기 보행 훈련 데이터의 검출 및 저장이 이루어지도록 상기 디스플레이, 상기 트레드 밀, 상기 카메라, 상기 착용로봇, 상기 세팅 시스템, 상기 훈련 시스템을 제어하는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
The gait automation of claim 12, wherein the robot controller controls the display, the treadmill, the camera, the wearing robot, the setting system, and the training system so that the gait training data is detected and stored. Robot system.
청구항 12에 있어서, 상기 리모컨은 유선 또는 무선으로 조작 신호를 발생시켜 주는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.The walking automation robot system according to claim 12, wherein the remote control generates an operation signal by wire or wirelessly.
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